Как повернуть объект в cinema 4d

Обновлено: 07.07.2024

На рис. 1 представлен внешний вид русифицированной седьмой версии программы Cinema 4D. Главное окно программы можно изменять и при этом сохранять свои настройки, что очень удобно при работе в различных режимах.

Модуль Body Paint расширяет возможности программы, с его помощью можно ретушировать изображения и сами трехмерные модели. Работа в режиме Art («Художник») чем-то напоминает редактирование в Adobe Photoshop, особенно при использовании дополнительных модулей (Plug-ins), например Deep Paint. Разница в том, что в Photoshop операции выполняются только с двухмерными объектами, а в Cinema 4D и Body Paint — и с двухмерными, и с трехмерными.

Еще один встраиваемый модуль, Dynamics, управляет физическими процессами, посредством его моделируются гравитация, ветер, столкновение, жесткость и упругость материалов. Игра в бильярд, где учитывается столкновение шаров, падение предмета на натянутую сетку, прогибающуюся под его тяжестью, удар пули о стенку с последующим ее расплющиванием, колыхание ткани — подобное моделирование не вызывает особых сложностей в Cinema 4D с установленным модулем Dynamics.

Программа позволяет имитировать взрыв, создавать и видоизменять практически любые объекты, которые могут подвергаться сложнейшим деформациям. Им можно задавать прозрачность или глянец (блик), что особенно важно при моделировании изделий из стекла.

Для обзора сцены Cinema 4D использует 14 камер, имеется и редактор камер. Свет от источников освещения создает тени от объектов, пронизывает прозрачные и полупрозрачные стенки моделируемых фужеров и ваз настолько точно, что после рендеринга у наблюдателя создается впечатление, будто он смотрит фотографию, а не виртуальную трехмерную сцену (рис. 2 и 3).

В программе имеется набор моделей человеческих фигур, очень похожих на те, что есть в Curious Labs Poser (см. «Мир ПК», №10/01, с. 132; №11/01, с. 134). Это фигуры мужчины, женщины и ребенка, которые допустимо видоизменять. Модели живых существ, и в том числе человека, можно создать и самостоятельно (рис. 6). Передвигаются они по настраиваемым траекториям. Кстати, Cinema 4D может использовать подобные модели из Poser. Также существует специальный подключаемый модуль, обеспечивающий возможность интеграции этих двух программ.

Для повышения качества анимации в Cinema 4D применяется технология Ease-In and Ease-Out («Замедление в начале и замедление в конце»). Суть ее в следующем. Обычно объект, созданный в редакторе трехмерного моделирования, перемещается от точки А к точке Б с постоянной скоростью. Однако физические объекты имеют определенную массу, и им нужно преодолевать силы сопротивления. Поэтому в реальном мире объекты начинают движение и постепенно набирают определенную скорость (Ease-In), проходят нужное расстояние и в конце уменьшают скорость до полной остановки (Ease-Out). Вот именно это и моделируется в Cinema 4D.

Система координат

В Cinema 4D используется система координат, аналогичная принятой в Poser: X (ширина), Y (высота) и Z (глубина)*. На оси X откладываются налево отрицательные и направо положительные координаты, на Y — вверх положительные и вниз отрицательные, на Z — вперед отрицательные и вглубь (т. е. от наблюдателя) положительные координаты. В процессе работы над сценой можно блокировать любую из осей координат щелчком на ее значке на панели инструментов или с помощью «горячих» клавиш (X, Y или Z). Это позволяет ограничить перемещение, вращение или масштабирование объекта по выбранным осям.

Существуют World Coordinates (мировые координаты) или Object Coordinates (координаты объекта). Мировые координаты зафиксированы и не могут быть изменены. Координаты объекта допустимо трансформировать в любом направлении, как в пределах самого объекта, так и всей сцены, и поворачивать на любой угол.

Вращение. Изменение позиции координат объекта в Cinema 4D происходит по осям X, Y и Z, а поворот — по осям H, P и B. Это соответствует понятиям, принятым в авиации и космонавтике: курс (или H) отображает величину угла поворота вокруг оси Y, тангаж (или P) — вокруг оси X и крен (или B) вокруг оси Z.

Координатная сетка. Создавая какую-либо физическую модель, ее обычно располагают на определенной плоскости, будь то стол или иная поверхность. В рабочей области Cinema 4D такой плоскостью является координатная сетка. Ее центр — пересечение осей X, Y и Z. При этом выполняются следующие условия.

В окне вида Perspective ("Перспектива") линии координатной сетки отображаются по осям X и Z, точка их пересечения является центром координатной сетки.
В окне вида XY, или вида спереди (Front), линии координатной сетки отображаются по осям X и Y, ее центр - точка пересечения этих осей.
В окне вида XZ, или вида сверху (Top), линии координатной сетки отображаются по осям X и Z, ее центр - точка пересечения этих осей.
В окне вида YZ, или вида сбоку (Side), линии координатной сетки отображаются по осям Y и Z, ее центр - точка пересечения этих осей.

Импортирование и использование моделей. Программа Cinema 4D позволяет использовать множество моделей, представленных файлами различных форматов. Зачастую можно импортировать целые сцены из других приложений, включая текстуры, освещение и треки анимации. Обычно это делается путем настройки определенных параметров программы. Но работа с форматами отдельных программных пакетов может потребовать некоторых дополнительных усилий. В подобных случаях производитель Cinema 4D, компания Maxon, размещает на своем сайте инструкцию. Там же публикуются списки источников моделей - как платных, так и свободно распространяемых.

Использование иерархий. Модель может состоять из сотни отдельных частей. Для того чтобы они образовали единое целое, применяются такие способы, как группировка и связывание. Первый позволяет объединить все элементы модели в единый набор, причем каждым из элементов можно манипулировать индивидуально в пределах группы, а также преобразовывать всю группу целиком. При этом координаты устанавливаются как для группы объектов, так и для каждого из них. Связывание же дает возможность установить соподчинение между объектами, одни из которых становятся зависимыми от других, что особенно проявляется при перемещении. Например, большой палец ноги соединен со ступней, и его положение зависит от положения ступни. Ступня, в свою очередь, соединена с голенью, и на ее положение влияет перемещение голени, и т. д.

С помощью инструмента Inverse Kinematics («Обратная кинематика») можно перемещать связанные объекты, и они будут двигаться, как будто скрепленные одной цепью. Также можно накладывать ограничения на движение, чтобы имитировать определенный тип сочленения или соединения. Это позволяет избежать ошибок при создании анимационных сцен. Например, известно, что человек не может повернуть шею и голову на 180? как сова (поворот осуществляется в основном за счет движения шеи и частично — головы). Следовательно, на параметры, определяющие угол поворота шеи и головы человека, нужно наложить такое ограничение, чтобы сумма их максимальных значений не превышала 90?.

Моделирование

Понятно, что чем сложнее сцена, тем больше времени ей приходится уделять. А чем меньше информации придется просчитывать компьютеру, тем лучше. Поэтому следует стремиться создавать трехмерные модели с высокой степенью детализации, используя при этом наименьшее количество информации. Иначе говоря, нужно конструировать сложные модели, имеющие малое число полигонов. Cinema 4D предлагает несколько способов упрощения построения сцен. Ниже будут рассмотрены некоторые из них.

Образцы. Многие сцены могут содержать идентичные объекты, например деревья на холме, лепестки у цветка, трава и т. д. Чтобы не перегружать сцену множественными копиями объекта, следует делать образцы. Изменения, происходящие с материнским объектом (объектом-источником), передаются образцу, но не наоборот. При этом информация по ряду параметров (цвет, размер и т. п.) сохраняется лишь для объекта-источника, а не для остальных, что существенно снижает требования к оборудованию.

Карта рельефа. Не все детали объекта нужно моделировать явно. Вместо того чтобы на апельсиновой кожуре «вырезать» каждую выемку, можно использовать материалы и карты текстур, например Bump Map («Карту рельефа»). Представьте себе, сколько времени придется затратить на то, чтобы создать неоднородную трехмерную поверхность апельсиновой кожуры, и насколько быстрее можно выполнить такую работу, если к шару применить текстуру. Но главное заключается в том, что визуальный эффект в обоих случаях может быть практически идентичным.

Проецирование камеры. Как и многие другие редакторы, Cinema 4D допускает применение фотографий в качестве фона, а согласовать фон и трехмерную сцену можно с помощью технологии Camera Mapping («Проецирование камеры»), создающей иллюзию глубины. При передвижении камеры изображение фона представляется трехмерным. Другое преимущество данной технологии — возможность использования затеняемых материалов при перемещении или добавлении анимированных элементов к фону, что делает его более реалистичным. Однако эффективна указанная технология будет только в случае ограниченного изменения положения камеры. При этом фон должен находиться на некотором удалении.

Примитивы. С помощью примитивов (куба, шара, цилиндра и т. п.) можно построить более сложные модели. Важно знать, что математические уравнения, описывающие примитивы, были оптимизированы таким образом, чтобы они занимали наименьшее количество оперативной памяти и дискового пространства компьютера. А поскольку все примитивы в Cinema 4D, как и во многих других редакторах 3D-графики, параметрические, их можно легко преобразовывать.

Сплайны. Сплайны — это простые линии, используемые при построении моделей. Их форма и вид определяются некоторым количеством контрольных точек (узлов). Например, контрольные точки В-сплайна задают постоянную гладкость кривой от точки к точке. Контрольные точки сплайна Безье имеют управляющие элементы (направляющие). Манипулируя их положением, можно влиять на кривизну отдельных участков. Программа Cinema 4D включает множество заготовок сплайновых профилей, что удобно для моделирования.

Сплайн из вектора. Этот тип сплайна импортируется из внешних программ. Так, можно взять рисунок формата .ai, сделанный в Adobe Illustrator, и перенести его в Cinema 4D. Внутри программы он появляется в виде сплайна и вполне подойдет для построения трехмерной модели. Таким способом двухмерные изображения логотипов преобразовываются в 3D-модели.

Шрифт. Для создания трехмерного шрифта и логотипов чаще всего выбирают 3D-приложения, поскольку они лучше работают с текстом, чем программы 2D-графики. В Cinema 4D нужно просто ввести текст и подобрать шрифт, а программа уже сама построит сплайны. В дальнейшем с трехмерным текстом, как и с другими аналогичными трехмерными объектами, можно проделывать различные операции, подбирая для них свои стили и формы. Эти стили допустимо применять и к любому другому тексту — по сути, вы создаете свой набор шрифтов.

Extrusion («Выдавливание») — это вытягивание двухмерного профиля или контура вдоль одной из осей координат для построения объемного объекта. Этот режим бывает полезен довольно часто, ведь он позволяет превратить плоский логотип в объемный, что требуется для рекламных роликов.

Lathe («Поворот»). В режиме Lathing сплайновый профиль можно поворачивать по одной из осей. Таким способом конструируется объемная модель (посуда, вазы, купола и т. п.), что несколько напоминает работу гончара, делающего глиняный кувшин на гончарном круге. Однако в данном случае не нужно постоянно вращать сплайн: чтобы фигура имела законченную форму, достаточно задать угол поворота 360?. Кстати, для построения некоторых моделей угол вращения может быть и меньше.

Режим Loft. Применение данного режима (рис. 4) можно сравнить с натягиванием пластичной пленки на какой-нибудь профиль, например на каркас крыла самолета.

Sweep («Вытягивание вдоль пути»). При работе в этом режиме можно вытянуть профиль одного объекта вдоль пути другого. Так, на рис. 5 показано вытягивание конусовидного объекта вдоль кривой.

Булевы операции. В данном режиме используется комбинация двух перекрывающихся объектов и создается новый в зависимости от того, какая Булева операция была выбрана:

Union ("Объединение") - объединяет два перекрывающихся объекта в один;
Subtraction ("Вычитание") - вырезает один объект из другого;
Intersection ("Пересечение") - оставляет общую область двух пересекающихся объектов.

Фракталы. Фрактальная геометрия позволяет создавать береговые линии, гористые пейзажи и образования, подобные облакам.

Деформации. Чтобы добиться желаемой формы объекта, при моделировании можно комбинировать множество типов деформаций. Например, если к прямоугольному параллелепипеду применить деформации «Кручение» и «Сжатие», можно получить буровое долото, а добавив деформацию «Изгиб», — олений рог, который можно подкорректировать, изменив масштаб одной из сторон.

HyperNURBS (сверхнеоднородные рациональные В-сплайны). В Cinema 4D HyperNURBS является самой мощной системой моделирования, предоставляющей огромную свободу действий в процессе создания моделей. HyperNURBS подразделяет поверхности объектов, тем самым создавая гладкие каркасы (Mesh). Этот режим наиболее эффективен для моделирования фигур животных и людей (рис. 6).

Карты деформации. Действие карт деформации подобно действию карт рельефа (Bump), но результат их применения более явно выражен. Карта выдавливания представляет собой полутоновое черно-белое изображение, изменяющее геометрию модели при рендеринге. Данный режим требует от модели повышенной мозаичности и детализации каркаса. Белые участки картинки «выдавливают» поверхность модели наружу по заданной оси и на указанную пользователем величину. Черные «вдавливают» ее, а полутоновые воздействуют в разной степени в зависимости от градаций серого. Карты деформации удобнее применять тогда, когда нужно смоделировать что-то мелкое, например гравий. Они поддаются анимации, и следовательно, с их помощью можно имитировать рябь на поверхности воды и небольшое волнение.

Нормали. Модели состоят из полигонов, каждый из которых имеет нормаль, т. е. вектор, используемый алгоритмом рендеринга для определения ориентации полигона. Направление нормали определяет внешний вид полигона, влияет на свойства поверхности (материалов и текстур), а также на то, под каким углом полигон освещается источником света.

В заключение обобщим некоторые правила моделирования:

стройте только то, что будет увидено; если предполагается, что какие-то элементы сцены будут не видны, не моделируйте их;
не создавайте очень сложные и детализированные модели, если они находятся на втором или третьем плане;
моделируйте столько объектов, сколько нужно для сцены, и если возможно, создавайте их образцы;
сложные модели делайте составными;
используйте двухмерные изображения и технологию проецирования камеры при создании фона (заднего плана).

Продолжение в следующем номере.

Виктор Солодчук — специалист в области компьютерной графики и анимации, автор книги «Создание анимационного фильма с помощью компьютера« (Изд-во Института психотерапии, М., 2002). Фрагменты из нее послужили основой для этой статьи.

Автор выражает благодарность российскому представительству компании Nemetchek, предоставившему материалы для подготовки этой статьи.

* В других программах, например в 3D Studio Max, используется система координат, в которой ось Y располагается по горизонтали, а ось Z — по вертикали.

Как обычно, начинаем с создания объекта, который будет в нашей сцене вращаться. Нажимаем в верхней панели инструментов кнопку создания примитивов. В данном уроке выберем куб, так как его грани наглядно продемонстрируют нам вращение.

Созданный нами куб появляется в центре сцены.

Щёлкаем правой клавшией мыши на названии куба в списке объектов слева от рабочего окна и выбираем пункт "CINEMA 4D Tags".

В самой нижней строке выпавшего меню видим пункт "XPresso". Выбираем его.

Напротив названия куба появляется значок тега XPresso.

Также в рабочем окне автоматически открывается окно выражений XPresso. В дальнейшем его можно открыть в любой момент двойным щелчком по значку тега напротив имени объекта в списке объектов. Попутно обращу внимание на весьма важный нюанс: тег можно назначить любому объекту, и совершенно необязательно тому, которому мы хотим придать вращение, так как вращающийся объект определяется содержимым самого тега, а не тем, какому объекту этот тег назначен.

В окне выражений XPresso всего две вкладки: X-Manager (она предназначена для объектов, уже используемых в выражениях, сейчас такие объекты у нас отсутствуют) и X-Pool (набор выражений). Выбираем вторую вкладку, ищем пункт меню System Presets, открываем его и первым пунктом в подменю видим подпункт (вообще же он называется "нод", или узел) Rotate. Нажимаем на нод Rotate левой клавишей мыши и, не отпуская клавишу, перетаскиваем нод в рабочее поле редактора выражений XPresso.

Теперь возвращаемся обратно к списку объектов. Точно так же, как перетаскивали нод Rotate, перетаскиваем в окно редактора XPresso созданный нами куб.

Мы видим, что в синей зоне куба в окне редактора XPresso появился синий кружок — это и есть входной канал вращения. Такой же кружок, только красного цвета, имеется и у нода Rotate — это выходной канал вращения. Осталось соединить их вместе. Нажимаем левой клавишей мыши на красном кружке нода Rotate и, удерживая клавишу, тянем курсор в сторону куба. Мы увидим, как за курсором от выходного канала вращения нода Rotate как бы тянется тонкая нить, это и есть будущая взаимосвязь нода с кубом. Подводим курсор к синему кружку куба (то есть, как нам теперь известно, к входному каналу вращения) и отпускаем клавишу мыши. Если мы всё сделали правильно, то увидим, что между выходным каналом нода Rotate и входным каналом вращения куба появилась соединительная линия.

Всё, вращение задано, можно закрывать окно редактора XPresso, запускать анимацию и смотреть результаты нашей с вами работы.

09.03.2014 23:37 Комментирует Андрей:

Вообще хотелось чтобы он вращался например только по кругу (то-есть только в одну сторону по координату Y или X и Z), и в определённый кадр остановился. А не что-бы он вращался по всем осям бессмысленно.

10.03.2014 10:25 Комментирует Михаил (автор):

Андрей, для этого в списке свойств объекта существуют соответствующие свойства, в том числе вращение по одной из осей, во-первых, и во-вторых, объект вращается вокруг метки собственного центра, и если эту метку сдвинуть, объект будет перемещаться по кругу, описанному вокруг метки, а не вокруг собственной оси.

04.07.2014 11:17 Комментирует Светлана:

Добрый день, а как изменить скорость вращения объекта?

04.07.2014 11:18 Комментирует Светлана:

Да, главное забыла — спасибо Вам за урок!

04.07.2014 11:52 Комментирует Михаил:

Светлана, нужно просто щёлкнуть на узле Rotation и в появившемся справа внизу окне свойств узла указать нужную скорость вращения.

04.07.2014 12:12 Комментирует Светлана:

Спасибо! А возможно ли задать диапазон изменения скорости вращения? Если, например, взять сферу разноцветно-полосатую и раскрутить сначала медленно, потом все быстрее, чтобы полосы слились, а потом замедлять и остановить в конце ролика?

04.07.2014 12:35 Комментирует Михаил:

Светлана, диапазон задать возможно, но с помощью XPresso это делать достаточно сложно, надо писать формулы. Ещё сложнее (по крайней мере, в моём представлении) писать такие процедуры на Питоне. Задачу, которую вы ставите, гораздо проще решить, задав сфере, скажем, в начале анимации угол поворота 0 градусов, в конце — 720 градусов, а затем отрегулировав кривые динамики вращения в режиме работы с анимацией (как регулировать кривые, подробно рассказано в уроке про посадку самолёта на взлётную полосу — /lessons/018/).

04.07.2014 12:40 Комментирует Светлана:

08.09.2015 22:01 Комментирует Василий:

Здорово! Спасибо за урок.

22.09.2015 18:11 Комментирует markel:

Лаконично и толково.Спосибо!

Список полезных горячих клавиш в Cinema 4D

E/R/T - движение/вращение/масштаб (можно сразу поменять местами две иконки последних на панели - проще запоминаются, когда последовательность кнопок на клавиатуре и на экране одинаковая)

Cinema 4d ERT.jpg (7.46 КБ) 20072 просмотра Cinema 4d ERT.jpg (7.46 КБ) 20072 просмотра

удержание кнопки - временное переключение пока держишь

4/5/6 - временное движение/масштаб/вращение пока держишь. очень странное, оси не работают, индикации нет

8/9/0 - выделение лассо/паинт/квадрат

тот же фокус с удержанием работает

F1/F2/F3/F4/F5 - переключение по въюпортам (меню Panel) Perspective/Top/Right/Front/Четыре вида

Cinema 4d panel hotkeys.jpg (12.38 КБ) 20063 просмотра Cinema 4d panel hotkeys.jpg (12.38 КБ) 20063 просмотра

ALT+D - включение-выключение осей на объекте
CTRL+TAB - раскрыть текущее окно на всю площадь

CTRL+LMB - в левой части панели - свернуть
ALT+LMB - развернуть на всю область
(пишется при наведении)

Cinema 4d panel manipulation.jpg (8.5 КБ) 20072 просмотра Cinema 4d panel manipulation.jpg (8.5 КБ) 20072 просмотра

RMB на закладках Attribute - добавить к списку. Также можно использовать SHIFT/CTRL для группового выделения как везде в других местах.

CTRL+POINT/EDGE/POLYGONS mode - конвертация выделенной области

Cinema 4d selection mode convert.jpg (9.68 КБ) 20064 просмотра Cinema 4d selection mode convert.jpg (9.68 КБ) 20064 просмотра

CTRL+LMB на ключе - создать ключ
SHIFT+LMB на ключе - удалить ключ
CTRL+SHIFT+LMB на ключе - удалить всю анимацию

Cinema 4d reset keyframes.jpg (3.81 КБ) 20064 просмотра Cinema 4d reset keyframes.jpg (3.81 КБ) 20064 просмотра

SHIFT+C - меню для ввода команд и инструментов

Если просто щелкать по стрелкам, то значение будет меняться на +/- 1
Если держать SHIFT +/- 10
Если держать ALT +/- 0.1

Cinema 4d arrow control.jpg (4.16 КБ) 20062 просмотра Cinema 4d arrow control.jpg (4.16 КБ) 20062 просмотра

Можно "таскать" эти стрелки, удержание клавиш модификаторов тоже действует на скорость изменения.

Ответ: Чаще всего это происходит когда у вас не активен ни один объект в панели объектов, а по умолчанию в программе стоит курсор центруется по объекту, то вам надо выделить обект вокруг которого вы хотите вращаться.

Если вы находитесь в режиме точек, граней или полигонов, то надо выделить на объекте хоть ону точку или грань или полигон

Так же можно сменить режим навигации курсора на центр, если вам подходит вращение вокруг центра мира

Так же можно воспользоватся камерой и её настройками, для начала поставте у неё во вращении всё по нулям, а потом в виде сверху поверните на объект, точно также в виде с боку и спереди, разверните так что бы она смотрела на объект.

Также можно выбрать цель для камеры и указать как цель стакан или другой объект

Теперь перемещая камеру, у вас всегда объект будет в поле зрения камеры

И после настройки камеры не забудь те поставить тег Защиты, что бы не сдвигать камеру.

Отключая камеру, вы можете переходить между видом из камеры и из перспективы.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Как оказалось вопрос был не про управление объектами, а про выравнивание сетки, то тут можно вернуться к стандартной

Это вам выставит камеру в стандартное положение, поворот по горизонту на 45 градусов и по верикали -19.45 градусов, то есть взгляд сверху под углом на объект находящийся на полут на растоянии вашего роста.

Эти параметры и у служебной камеры перспективы, хоть мы её не видим, но она есть у каждого вида окна вьювера.

Читайте также: